«Синий светодиод станет обычным инструментом для борьбы с сорняками, и это произойдет намного быстрее, чем думают фермеры».
Да будет свет в недрах комбайна.
Синий светодиод — это нехимическое оружие, способное остановить рост семян сорняков, устойчивых к гербицидам, но что, если технологию светодиодного освещения можно использовать для работы с комбайном, чтобы повредить семена сорняков на ходу? По словам изобретателя, выросшего на полях кукурузы и сои на сельскохозяйственных угодьях Огайо, оно уже есть: «Появились средства для уничтожения семян сорняков с помощью света».
Уничтожитель семян сорняков представляет собой привинчиваемое к комбайну устройство, использующее мягкое нагревание и интенсивные светодиодные световые лучи для насыщения семян сорняков, когда они проходят с потоком мякины во время сбора урожая, а устройство для уничтожения семян готово к испытаниям весенней уборки пшеницы в Теннесси и Огайо. ячмень. «Синий светодиодный свет станет обычным инструментом для борьбы с сорняками в сельском хозяйстве», — говорит Джон Джексон, изобретатель устройства для уничтожения семян сорняков. «Этот тип сельскохозяйственных технологий развивается быстрее, чем люди думают».
Светоизлучающие диоды (LED) способны уничтожать бактерии, грибки и плесень. В 2018 году ВВС США искали технологию, позволяющую сделать перекати-поле менее занозой в теле, и предоставили грант SBIR (исследование инвестиций в малый бизнес) компании Джексона на юго-западе Огайо. Глобальный сосед (ВНД), чтобы создать средство, позволяющее сделать семена перекати-поля нежизнеспособными, не нарушая корки пустыни и почвы.
Используя технологию синего светодиода, GNI разработала портативное устройство, способное убивать семена перекати-поля. Успешное портативное устройство было представлено в рекламном журнале SBIR, где статью заметил любопытный фермер из Айовы, который позвонил в офис Джексона в Ксении, штат Огайо, и предложил прямой вызов: «Если вы можете уничтожить семена перекати-поля в пустыне, вы должны быть в состоянии убить семена водяной конопли в соевых бобах».
Через несколько дней после телефонного звонка сотрудники Global Neighbor получили по почте коробку, адресованную из Айовы, содержащую комковатый пакет с надписью «Счастливого Рождества», нацарапанной на внешнем пластике. Внутри пакета, прямо с сельскохозяйственных угодий штата Хоукай, была куча соевой мякины, нагруженной семенами водяной конопли — устойчивым к гербицидам бичом многих производителей Среднего Запада.
«Мешок с мякиной и семенами был началом», — говорит Джексон. «Мы почти сразу начали тестирование в лаборатории. В пустыне атаковать семена перекати-поля было намного проще, потому что они сидят на поверхности и обеспечивают прямую видимость, но водяная конопля — это другое животное-сорняк».
Упрощенно команда Джексона обнаружила, что нагревание семян сорняков выше 100+ F, а затем применение синего светодиода в течение нескольких секунд с интенсивностью, в 20 раз превышающей солнечный свет, вызывает хаос в клеточных структурах.
«Все знают, как светодиодный свет влияет на рост растений в пропашных культурах или даже в теплицах, — продолжает Джексон, — но мы разработали нечто гораздо более сильное. Вместо этого у нас есть технология с высокой интенсивностью, но очень коротким воздействием света таким образом, что семя не может справиться с травмой и не будет расти. Такую технологию в сельском хозяйстве еще никто не использовал, и она очень эффективна».
Тем не менее, подача тепла и света для загрузки семян сорняков с помощью движущегося комбайна — это серьезный шаг: войдите в уничтожитель семян сорняков.
Kill Zone
По словам Джексона, Destroyer, система труб и шнеков, прикрепленная к задней части комбайна, нагревает и освещает семена синими светодиодами по мере того, как мякина падает через них. Он работает со стандартной скоростью комбайна и требует для работы скромных 10 лошадиных сил. «Это так быстро, — говорит Джексон, — а прогрев и воздействие синего света происходит всего за несколько секунд обработки».
В зависимости от производителя, Destroyer по-разному крепится к различным комбайнам. «Например, на John Deere S680 (установленном для испытаний урожая пшеницы в июне 2022 года недалеко от Саванны, штат Теннеси) со встроенным разбрасывателем и измельчителем мы вынимаем одну панель перед измельчителем и добавляем вену, которая выдувает мякину в Разрушитель. , в то время как солома из основного измельчителя проходит через верх и обратно в измельчитель, как обычно», — уточняет Джексон. «Это 10-дюймовый шнек и 8 футов в длину, который спрятан прямо под системой измельчителя».
На New Holland CR940 (установленном для испытаний урожая ячменя в июне-июле 2022 года на юго-западе Огайо) разбрасыватель соломы и измельчитель разделены. «Снимаем разбрасыватель и ставим Разрушитель на место. Мы собираем мякину, когда она выходит, и направляем ее в Destroyer, после чего она выбрасывается обратно в поток отходов измельчителя», — объясняет Джексон.
И какой уровень уничтожения семян достигается системой при стационарном модульном тестировании? «Мы получаем действительно хорошие результаты, превышающие 98% эффективности на водяной конопле и амаранте Палмера из исследований в Центральном государственном университете (CSU)», — утверждает Джексон.
Каденс Лоуэлл, заведующая кафедрой сельскохозяйственных наук CSU, протестировала прототип Destroyer в лабораторных условиях и опубликовала свои выводы в отчете за июль 2021 года. Что касается производительности Destroyer, в заключении исследования говорится: «Он значительно снизил средний процент общей всхожести для 4 видов сорняков, ипомеи, лисицы, амброзии обыкновенной и марь. Для семян, обработанных направленной энергией в течение 4 секунд, средняя общая всхожесть семян снизилась на 97-99%.
По словам Лоуэлла, стационарная установка показала высокий уровень эффективности. «Он убил почти 100% семян сорняков — четырех разных типов. Кажется, это зависит от размера семян; может быть, чем крупнее семя, тем больше экспозиции требуется».
Лоуэлл посвятил свою карьеру исследованию сорняков и считает, что синий светодиодный свет обладает большим потенциалом в качестве источника борьбы с сорняками. «В нашем университете мы сейчас работаем над внедрением этого в практику. Например, мы собираемся внедрить технологию светодиодного освещения в автоматизированных роботов для непрерывных перемещений по полю в поисках сорняков».
Верит ли Лоуэлл, что если средства доставки будут усовершенствованы, синий светодиодный свет станет фермерским инструментом для использования на пропашных культурах? «Да, я знаю, и его можно комбинировать с разными длинами волн света, чтобы сделать его очень эффективным, например, в сочетании с инфракрасным излучением или другим источником тепла. Я знаю, что у Global Neighbor есть формула, которую можно применить в полевых условиях, потому что мы сделали это здесь, в нашем исследовании».
Синий Мощность
За последние пять лет Лорен Лазаро, специалист по борьбе с сорняками из AgCenter Университета штата Луизиана в Школе наук о растениях, окружающей среде и почве, изучил альтернативные методы борьбы с семенами сорняков при уборке урожая (HWSC) и провел специальные исследовательские испытания на ударных мельницах для семян, футеровке соломы и узких валках. сжигание.
В ноябре 2021 года она получила стационарную установку для уничтожения семян сорняков и испытывает эффективность устройства в отношении уничтожения семян сорняков в плевелах риса и сои. «Мы также собираемся изучить различные температурные диапазоны, чтобы определить, какое влияние они оказывают на степень уничтожения семян сорняков и как они влияют на морфологические и физиологические характеристики появляющихся сорняков», — отмечает Лазаро. «В дальнейшем мы планируем протестировать различные уровни влажности половы и посмотреть, как это может повлиять на WSDS».
Как только базовые исследования будут завершены, Лазаро надеется перейти к полевым испытаниям комбайна. «Я хочу понять, как синий светодиод влияет на семена сорняков в интегрированной системе борьбы с сорняками. Тот факт, что это потенциальный вариант, действительно интригует, особенно в качестве дополнительной тактики HWSC, которая потенциально может потребовать меньше лошадиных сил, меньше топлива и меньше времени, чем другие тактики HWSC. Если WSDS работает и более эффективен с точки зрения затрат, я только за».
По словам Джексона, помимо уничтожения семян сорняков, синий светодиодный свет имеет дополнительные применения в сельском хозяйстве, например, для стимуляции семян. ВНД в настоящее время тестирует другие прототипы светодиодов. «Прямо сейчас мы также работаем над устройством для уничтожения покровных культур, и, возможно, этой весной мы будем готовы к однорядным испытаниям в Айове, Миннесоте и Небраске. И мы только что подали заявку на патент на устройство, использующее синий свет для более быстрого извлечения семян из земли. Например, мы знаем, что вы можете использовать синий свет для положительного увеличения роста семян, снижая уровни».
Сила синего светодиодного света, настаивает Джексон, приносит пользу сельскохозяйственным угодьям: «Я мальчик с фермы из Огайо, и я видел, как агротехнологии взорвались буквально за мою жизнь. Мы планируем построить примерно 25 единиц уничтожения семян сорняков в 2022 году, 150 единиц в 2023 году и продолжать наращивание. Синий свет станет обычным инструментом для борьбы с сорняками, и это произойдет намного быстрее, чем думают фермеры».
